生物氧化-10本科班

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1、第6章生物氧化BiologicalOxidation物质在生物体内进行氧化称生物氧化(biologicaloxidation)，主要指糖、脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释放能量，最终生成CO2和H2O的过程。糖脂肪蛋白质CO2和H2OO2能量ADP+PiATP热能生物氧化的概念生物氧化与体外氧化之相同点生物氧化中物质的氧化方式有加氧、脱氢、失电子，遵循氧化还原反应的一般规律。质在体内外氧化时所消耗的氧量、最终产物(CO2，H2O)和释放能量均相同。反应环境温和，酶促反应逐步进行，能量逐步释放，能量容易捕获，ATP生成效率高。通过加水脱氢反应使物质能间接获得氧，并增加脱氢的机会；脱下的氢与

2、氧结合产生H2O，有机酸脱羧产生CO2。生物氧化与体外氧化之不同点生物氧化体外氧化能量突然释放。物质中的碳和氢直接氧结合生成CO2和H2O。糖原三酯酰甘油蛋白质葡萄糖脂酸+甘油氨基酸乙酰CoATAC2H呼吸链H2OADP+PiATPCO2生物氧化的一般过程G甘油FAAA乙酰辅酶ACO22HADP+PiATPO2H2OCoASH三羧酸循环糖原脂肪蛋白质第一阶段第二阶段第三阶段物质代谢小分子合成为大分子合成代谢分解代谢大分子分解为小分子需要能量释放能量能量代谢第一节生物体内能量载体ATP体内能量储存和利用都以ATP为中心一、高能化合物1概念：每mol水解释放出自由能大于21kJ的化合物称为高

3、能化合物高能化合物低能化合物化合物水解释放出自由能约为9~16kJ/mol化合物△E0′kJ/mol(kcal/mol)磷酸烯醇式丙酮酸－61.9(－14.8)氨基甲酰磷酸－51.4(－12.3)1，3-二磷酸甘油酸－49.3(－11.8)磷酸肌酸－43.1(－10.3)ATP→ADP＋Pi－30.5(－7.3)乙酰辅酶A－31.5(－7.5)ADP→AMP＋Pi－27.6(－6.6)焦磷酸－27.6(－6.6)1-磷酸葡萄糖－20.9(－5.0)一些重要有机磷酸化合物水解释放的标准自由能高能磷酸键高能磷酸化合物高能硫酯化合物高能硫酯键~P~S21）磷氧键型：如ATP、磷酸烯醇式丙酮酸等

4、2）磷氮键型：如磷酸肌酸等3）硫酯键型：如脂酰CoA等4）甲硫键型：S-腺苷甲硫氨酸也可根据分子结构的特点和所含高能键的特征进行分类。磷氧键型（—O~P)(1)酰基磷酸化合物1,3-磷酸甘油酸乙酰磷酸10.1千卡/摩尔11.8千卡/摩尔酰基磷酸化合物氨甲酰磷酸酰基腺苷酸氨酰基腺苷酸（2）焦磷酸化合物ATP（三磷酸腺苷）焦磷酸7.3千卡/摩尔（3）烯醇式磷酸化合物磷酸烯醇式丙酮酸14.8千卡/摩尔磷氮键型磷酸肌酸磷酸精氨酸10.3千卡/摩尔7.7千卡/摩尔这两种高能化合物在生物体内起储存能量的作用。硫酯键型3‘-磷酸腺苷-5’-磷酸硫酸酰基辅酶A甲硫键型S-腺苷甲硫氨酸1结构：腺嘌呤、β－

5、D－核糖、三个磷酸二、ATP2作用(1)提供物质代谢时需要的能量ATP+葡萄糖6-磷酸葡萄糖＋ADP己糖激酶(2)供给机体生命活动时需要的能量(3)生成核苷三磷酸和磷酸肌酸磷酸肌酸（C～P）贮存（主要在肌肉和脑组织中）。ATP+肌酸磷酸肌酸+ADP肌酸激酶（CK）意义：防止脑、肌肉组织中ATP的突然缺乏C～P中的～P不能直接利用ATP在能量的生成、利用、转移和储存中起核心作用高能磷酸键水解时释放的能量大于21kJ/mol的磷酸酯键，常表示为P。高能磷酸化合物含有高能磷酸键的化合物核苷二磷酸激酶的作用ATP+UDPADP+UTPATP+CDPADP+CTPATP+GDPADP+GTP腺苷

6、酸激酶的作用ADP+ADPATP+AMP肌酸激酶的作用磷酸肌酸作为肌肉和脑组织中能量的一种贮存形式。ATP的生成和利用ATPADP肌酸磷酸肌酸氧化磷酸化底物水平磷酸化~P~P机械能(肌肉收缩)渗透能(物质主动转运)化学能(合成代谢)电能(生物电)热能(维持体温)生物体内能量的储存和利用都以ATP为中心。三、ATP生成方式1底物水平磷酸化某些反应中，由于脱氢或脱水等作用，使代谢物分子内部能量重新分布而形成高能化合物，然后将高能键转移给ADP（或GDP）生成ATP（或GTP）的过程称为底物水平磷酸化发生底物水平磷酸化反应的三个高能化合物1,3-二磷酸甘油酸琥珀酸单酰CoA磷酸烯醇式丙酮酸2氧

7、化磷酸化代谢物分子脱下的氢经过呼吸链的传递与氧结合生成水，在此传递过程中有能量的释放，并同时伴随有ADP磷酸化生成ATP，这种伴随氢的氧化产生ATP的偶联关系称为氧化磷酸化氧化磷酸化将氧化呼吸链释能与ADP磷酸化生成ATP偶联氧化磷酸化(oxidativephosphorylation)是指在呼吸链电子传递过程中偶联ADP磷酸化，生成ATP，又称为偶联磷酸化。底物水平磷酸化(substratelevelphosphorylation